量子新法生成“真正随机”的数字

北京，4月12日，科学技术日报(记者刘霞)——根据国家标准与技术研究所(NIST)官方网站的信息，NIST的研究人员在12日出版的《自然》杂志上写道，他们已经开发出一种新的方法来生成量子力学保证的随机数。这项新技术超越了以前所有获取随机数的方法，获得了“真正的随机数”，这有助于提高密码系统的安全性。

随机数非常有用。它们每天被使用数千亿次来加密电子网络中的数据。然而，由传统系统产生的数字不可能是真正随机的，因为传统的随机数是由软件和设备产生的，这些软件和设备“固有缺陷”并且容易受到“噪声”和其他因素的影响，这意味着它们的输出不可能是真正不可预测的。

NIST数学家彼得·比尔霍斯特进一步解释说:“像扔硬币这样的事情似乎是随机的，但是如果你能看到硬币的确切下落，最终的结果也是可以预测的。因此，很难保证给定的经典源是真正不可预测的。量子力学在产生随机性方面表现更好。量子随机性确实是随机的，因为通过测量处于“叠加”状态的量子粒子获得的结果基本上是不可预测的。”

在最新的研究中，NIST科学家利用激光产生的光子在一个叫做“贝尔测试”的过程中产生随机数。该方法使用强激光照射特殊晶体，将光转换成纠缠光子对。测量这些光子为研究人员提供了“真正随机”的数字。他们尝试了55次、110次和210次贝尔测试，每个测试都使用光子产生两个数字位(0和1)，并从中提取了1024个“真正随机”的数字位。这些数字为0和1的概率几乎相同。

其他研究人员以前也使用过贝尔测试来生成随机数，但是NIST的新方法首次弥补了贝尔测试中的“漏洞”，使得非随机数看起来是随机的。